解答题已知Sn是数列{}的前n项和,
(1)分别计算S2-S1,S4-S2,S8-S4的值;
(2)证明:当n≥1时,≥,并指出等号成立条件;
(3)利用(2)的结论,找出一个适当的T∈N,使得ST>2010;
(4)是否存在关于正整数n的函数f(n),使得S1+S2+…+Sn-1=f(n)(Sn-1)对于大于1的正整数n都成立?证明你的结论.
网友回答
解:
(1)S2-S1=,
S4-S2=,
S8-S4=.(2分)
(2)当n≥1时,=+…+(共2n-1项)
≥×2n-1=,当且仅当n=1时,等号成立.(4分)
(3)由于S1=1,当n≥1时,≥,
于是,要使得ST>2010,只需>2009.
将按照第一组21项,第二组22项,,第n组2n项的方式分组(6分)
由(2)可知,每一组的和不小于,且只有n=1时等于,
将这样的分组连续取2×2009组,加上a1,共有24019项,
这24019项之和一定大于1+2009=2010,
故只需T=24019,就能使得ST>2010;(8分)
(注:只要取出的T不小于24015,并说出相应理由,都给满分)
(4)设这样的f(n)存在,n=2时,
有1=?f(2)=2,n=3时,有=?f(3)=3,
猜测f(n)=n(n≥2).下面用数学归纳法证明:
①n=2,3时,上面已证,猜测正确;
②设n=k(k≥2)时,f(n)=k即S1+S2++Sn-1=k(Sk-1)成立
则S1+S2++Sn-1+Sk=k(Sk-1)+Sk
=(k+1)Sk-k
=
=(k+1)(Sk+1-1).
即n=(k+1)时,猜测也正确.
综上所述,存在f(n)=n,使得S1+S2++Sn-1=f(n)(Sn-1)对于大于1的正整数都成立(13分)解析分析:(1)较为简单,代入可计算;(2)由(1)可猜想(2)的结论也是成立的,证明时要适当的放缩每一项(共2n-1项)都缩小为,(3)的解答可由(2)的结论想到:新数列S2-S1,S4-S2,S8-S4…中每一项的值都大于等于,那么4018项的和为2009,于是对于数列{an}中连同a1就有24019项,即a1+>1+2009=2010.(4)可利用数学归纳法,思路是利用n=1,2时的结论猜想命题成立,然后用归纳法证明即可,关键是如何利用好归纳假设.点评:本题考查了数列前n项和的概念,不等式恒成立问题,数学归纳法的应用,合理猜想与逻辑推理的概念.对不等式的考查有一定的难度,综合性较强,需要同学有深厚的功底才能胜任本题的解答,对数学归纳法的考查较深.